Eine Mondfinsternis gehört zu den eindrucksvollsten Erscheinungen am Nachthimmel. Langsam schiebt sich ein dunkler Schatten über den Vollmond, bis von seiner hellen Oberfläche manchmal nur noch ein rötlich leuchtender Kreis übrig bleibt.
Heute wissen wir genau, was dabei geschieht: Die Erde steht zwischen Sonne und Mond. Der Mond bewegt sich durch den Schatten unseres Planeten.
Doch eine Mondfinsternis zeigt noch etwas anderes. Sie erlaubt einen Blick auf die Form der Erde, obwohl wir selbst auf ihrer Oberfläche stehen.
Der Schatten der Erde wird sichtbar
Normalerweise können wir den Schatten unseres gesamten Planeten nicht sehen. Bei einer Mondfinsternis übernimmt der Mond gewissermaßen die Rolle einer riesigen Projektionsfläche.
Bewegt er sich in den Kernschatten der Erde, erscheint auf seiner Oberfläche eine deutlich erkennbare dunkle Grenze. Besonders während einer partiellen Mondfinsternis lässt sich beobachten, wie dieser Schatten langsam über den Mond wandert.
Dabei fällt etwas auf: Seine Begrenzung ist gekrümmt.
Genau diese Beobachtung spielte bereits in der Antike eine wichtige Rolle bei der Frage nach der Form der Erde. Schon frühe Gelehrte erkannten, dass der Erdschatten bei Mondfinsternissen rund erscheint.
Dafür brauchte es weder Satelliten noch Bilder aus dem Weltraum. Der Schatten selbst lieferte den Hinweis.
Warum ist ein runder Schatten so interessant?
Natürlich kann auch eine flache Scheibe einen runden Schatten werfen. Hält man beispielsweise eine Münze direkt vor eine Lampe, erscheint ihr Schatten kreisförmig.
Das funktioniert jedoch nur, solange die Scheibe entsprechend ausgerichtet ist. Wird sie gekippt, verändert sich ihr Schatten. Aus dem Kreis wird eine immer schmalere Ellipse.
Eine Kugel verhält sich anders. Sie wirft aus jeder Richtung einen kreisförmigen Schatten.
Genau das macht die Beobachtung bei Mondfinsternissen interessant. Der gekrümmte Rand des Erdschattens erscheint bei unterschiedlichen Finsternissen immer wieder in derselben charakteristischen Form.
Eine einzelne Mondfinsternis würde für sich genommen also noch nicht genügen, um die Gestalt der Erde vollständig zu bestimmen. Die wiederkehrende Form des Schattens bei unterschiedlichen Konstellationen liefert jedoch einen starken Hinweis auf einen kugelförmigen Körper.
Warum gibt es nicht jeden Monat eine Mondfinsternis?
Wenn die Erde bei Vollmond zwischen Sonne und Mond steht, könnte man zunächst erwarten, dass es jeden Monat eine Mondfinsternis geben müsste.
Das passiert jedoch nicht.
Die Umlaufbahn des Mondes ist gegenüber der Erdbahn um die Sonne leicht geneigt. Bei den meisten Vollmonden zieht der Mond deshalb oberhalb oder unterhalb des Erdschattens vorbei. Erst wenn Sonne, Erde und Mond nahezu auf einer Linie stehen, tritt der Mond in den Schatten ein.
Dadurch finden Mondfinsternisse zu unterschiedlichen Zeiten und an unterschiedlichen Stellen der Mondbahn statt. Trotzdem zeigt der Erdschatten immer wieder dieselbe gekrümmte Begrenzung.
Gerade diese Wiederholbarkeit macht die Beobachtung so interessant.
Und warum wird der Mond manchmal rot?
Bei einer totalen Mondfinsternis verschwindet der Mond häufig nicht vollständig im Dunkel. Stattdessen kann er kupferfarben oder tiefrot erscheinen.
Der Grund liegt in der Erdatmosphäre.
Ein Teil des Sonnenlichts wird auf seinem Weg durch die Atmosphäre gebrochen und in den Erdschatten gelenkt. Dabei wird kurzwelliges blaues Licht stärker gestreut, während mehr rötliches Licht den Mond erreicht.
Deshalb wirkt der Mond während einer totalen Finsternis manchmal wie eine dunkelrote Scheibe.
Für die Frage nach der Form der Erde ist diese Farbe allerdings nebensächlich. Entscheidend ist die Form des Schattens, durch den sich der Mond bewegt.
Ein Blick auf die Erde, ohne sie von außen zu sehen
Eine Mondfinsternis ist deshalb mehr als nur ein schönes Himmelsschauspiel. Sie zeigt uns indirekt unseren eigenen Planeten.
Wir sehen nicht die Erde selbst, sondern ihre Silhouette im Sonnenlicht.
Der gekrümmte Schatten allein ist dabei nicht der einzige Beleg für die Gestalt der Erde. Zusammen mit astronomischen Beobachtungen, Vermessungen und anderen unabhängigen Erkenntnissen fügt er sich jedoch in ein sehr eindeutiges Gesamtbild ein.
Besonders bemerkenswert ist, wie alt diese Erkenntnis ist. Menschen konnten aus dem Erdschatten bereits Rückschlüsse auf die Form ihres Planeten ziehen, lange bevor jemand die Erde aus großer Höhe fotografieren konnte.
Manchmal muss man einen Planeten nicht von außen sehen, um etwas über seine Form zu erfahren.
Manchmal genügt sein Schatten.
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Quellen
▪︎ NASA Science – Eclipses and the Moon
▪︎ NASA Goddard Space Flight Center – Lunar Eclipses
▪︎ NASA Jet Propulsion Laboratory – Lunar Eclipse Resources
▪︎ European Southern Observatory – Lunar Eclipses
▪︎ Encyclopaedia Britannica – Lunar Eclipse
▪︎ Royal Museums Greenwich – Lunar Eclipses